电动汽车高压电池管理系统

介绍

电动汽车电池管理系统是电池组电芯的指挥中心，确保锂离子电池安全、可靠、有效运行。高压 BMS 通常通过监视和测量电池参数以及评估 SOC（充电状态）和 SOH（健康状态）来管理电池组操作。高压电池管理系统通过确保电池组在 SOA（安全操作区）下安全运行来保护电池组中的电芯。

电动汽车 BMS 的分类分为 2 类，即 LV（低压）和 HV（高压）

高压电池管理系统有许多串联和并联的锂离子电池，累积起来占电池的总电压和容量。例如，带有 LiFePO4 电池单元的 400V、20kWh 电动公交车的 HV BMS 将有 125 个串联电池和 1 个并联电池。

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必须了解，无论电压规格如何，锂离子电池组都需要电池管理系统。由于 BMS 的拓扑结构有多种选择，因此必须选择合适的电池组。从根本上说，电动汽车电池管理系统分为集中式和分散式BMS。

让我们分析和比较这两种架构，以了解什么对您的电池组有利。

集中式与分散式电池管理系统

让我们快速了解可用于设计分散式电池管理系统架构的各种拓扑。

模块化的：

在这种拓扑结构中，BMS 被分成许多相同的模块，这些模块的电线束连接到电池组的其中一个电池。存在多个模块，其中一个模块在功能和与系统其余部分的通信方面进行协调，其余模块用作远程测量设备。通过通信链路将数据从其他模块传输到主模块。

主从：

类似于模块化系统使用相同的模块，每个模块测量目标电池的电压。

顾名思义，主从架构的两个单元都完好无损，从属单元控制和平衡模块内的电池。从属单元通过通信接口与主单元建立顺畅的通信。

其他操作，例如 PDU 控制（配电单元）、外部通信和状态估计，由主单元管理。

相比之下，主站的功能与模块完全不同。它不测量电池电压，而是处理通信和计算。

分散式：

分布式拓扑与上述两种有很大不同。通常，电子设备在其他拓扑结构中的安置和分组方式不同。这种 BMS 架构的电子元件固定在直接放置在测量单元上的单元板上。

分布式 BMS 利用 BMS 控制器和电池板之间通信所需的少量电线来促进通信和计算。

分布式架构对高压BMS的意义

许多电池存在于电动汽车的高压电池管理系统中。电池的数量越多，从电池到 BMS 的电线就越多。所有这些因素都增加了高压电池组系统的复杂性。您应该考虑使用分散式 BMS 架构的这些主要好处。

1、测量精度：

电动汽车的电池管理系统以温度、电压和电流等基本参数为中心。测量是通过电池监测线进行的，并且容易受到噪声衰减的干扰。分散式 BMS 具有高电磁兼容性的短线，减少了对这些干扰的电纳。

2.连接可靠性：

分散式 BMS 是一种环境，其中电池监控电路通过短线连接（从电池到 BMS）放置在电池附近。因此，短接线消除了可能导致断开的振动和机械冲击的影响。因此，连接可靠性由分散式 BMS 负责。

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3. 扩展的多功能性：

通常，集中式电池管理系统中的电池监控输入计数是固定的。好消息是，使用分散式架构可以很容易地增加和减少电池组的电池数量，从而为堆叠多个模块提供基础。

Bacancy 的电动汽车高压电池管理系统

Bacancy 的高压 BMS 是一种采用分散式架构的智能解决方案，适用于高压应用。采用主从拓扑结构，电池监控单元（BMU）作为从机，从机监控单元（SMU）作为BMS主机。

电池监控单元包括平衡通道、电池电压和温度测量。从监控单元与 BMU 协调以收集测量数据并通过隔离的 SPI 通道传输控制命令。

SMU 使用这些测量来执行状态估计并促进电池平衡并控制 PDU（配电单元）以确保电池运行在 BMS 配置的 SOA（安全工作区）内。

此外，SMU 配备了高压电池管理功能，例如绝缘监测设备 (IMD) 接口、联锁检查、焊接检测等。

高压BMS的特点：

• 每个Slave接口支持3-16个Cell

• 电池化学支持：锂电池、锂聚合物、磷酸铁锂电池组

• 电压：24V 至 500V 可配置，电流：150A 连续

• 通信协议：BLE、WiFi、非隔离 CAN、GSM/GPRS 和 GPS 接口

• 主从模块与外部电源模块串联，支持高压电池组应用

• 具有预充电、孔传感器、充电/放电控制的外部电源模块

结论

（言鼎科技）